حل معادله درجه دو دکمه: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

معرفی

به اولین دستورالعمل من خوش آمدید!

این پروژه را برای افزایش دانش برنامه نویسی خود آغاز کردم. اغلب ، شما فقط کد منبع مختلف را ادغام می کنید تا برنامه مورد نیاز خود را ایجاد کنید. هدف من نوشتن کد برنامه خودم برای تعامل با یک ابزار بود. من دوست داشتم یک ابزار ساده برای محاسبه ایجاد کنم. چند ماه پیش ، من از یکی از دوستانم برای حل معادله درجه دوم پشتیبانی کردم.

بازینگا! این مورد استفاده است!

من دوباره از یک جعبه فلزی قدیمی استفاده کردم. من ظاهر و رابط مینیمالیستی ابزارها را ترجیح دادم. به همین دلیل است که من فقط می خواهم از 2 دکمه برای دادن ورودی استفاده کنم. رقابت با یک صفحه نمایش LCD ساده نشان داده می شود.

تدارکات

لیست مواد:

جعبه

2 دکمه سبک بازی

آردوینو نانو یا مشابه آن

نمایشگر LCD 1602 با آداپتور I2C

کلید روشن/خاموش

سیم ها

مقاومت 2x 10k اهم

بلوک باتری 9 ولت

اتصال برای باتری 9 ولت

تخته نان

متفرقه (تکه چوب ، زاویه فلزی ، اتصالات کابل ، پیچ ، واشر)

ابزار:

اره

آهن لحیم کاری

دستگاه حفاری

کامپیوتر برای برنامه نویسی

مرحله 1: پس زمینه ریاضی

پس زمینه ریاضی

معادله درجه 2 دکمه مقادیری را نشان می دهد که تابع درجه دوم از محور X عبور می کند. یک تابع درجه دو هرگز ، یک یا دو بار نمی تواند از محور X عبور کند.

روشهای مختلفی برای محاسبه این مقادیر وجود دارد. برای ابزار من ، از فرمول PQ استفاده می کنم (مطمئن نیستم که آیا این عبارت در سراسر جهان استفاده می شود یا خیر).

یک معادله درجه دوم شکل زیر را دارد:

ax²+bx+c = 0

برای محاسبه نقاط عبور ، فرم را بر x²+px+q = 0 با p = b/a تقسیم کنید. q = c/a

فرمول PQ:

x1 = -p/2 + sqrt ((p/2) -q)

x2 = -p/2 -sqrt ((p/2) -q)

نتیجه x می تواند 0 ، 1 یا 2 مقدار بدست آورد. این بستگی به مقدار زیر ریشه مربع دارد.

آیا مقدار> 0 است ، فرمول PQ دو راه حل دارد.

آیا مقدار = 0 است ، فرمول PQ یک راه حل دارد

مقدار <0 است ، پس فرمول PQ راه حلی ندارد. تابع از محور X عبور نمی کند.

مرحله 2: نرم افزار

نرم افزار

برای برنامه نویسی از IDE رسمی Arduino استفاده کردم. هدف من ایجاد برنامه نرم افزاری خودم بود. رابط کاربری من باید دو دکمه داشته باشد. یک دکمه برای قدم گذاشتن بین سطوح مختلف ، دکمه دوم برای تغییر مقادیر در سطوح مختلف.

برای حل فرمول PQ ، ساختار بالا را ایجاد می کنم:

مطمئناً من چرخ را دوباره اختراع نمی کنم. برای ایجاد کد ، از ماژول استفاده کردم:

- انصراف

- نمایش دادن

نکات زیر بزرگترین چالش ها بودند:

- چگونه می توانم علامت را انتخاب کنم؟ من این چالش را با تابع modulo (پیوند) حل کردم. کد ورودی را بر 2 تقسیم می کند. آیا ورودی یک عدد فرد است ، مقدار منفی می شود ، در غیر این صورت عدد مثبت است.

- پس از اجرای همه سطوح ، باید همه مقادیر را به 0 اعلام کنم.

- متن نمایش داده شده فقط کاراکترهای ارسال را پاک می کند. اگر کدها یک کلمه با 4 کاراکتر ارسال کنند ، فقط این 4 کاراکتر بارگیری می شود. اگر کلمه قبل شخصیت بیشتری داشته باشد ، کاراکترها باقی می مانند. برای رفع آن ، متن نمایش داده شده با جاهای خالی پر می شود. همه 16 نویسه در یک ردیف بارگیری می شوند.

کد نهایی پیوست شده است.

مرحله 3: سخت افزار

سخت افزار

قطعات در بالا ذکر شده است. برای این پروژه ، سخت افزار ساده است. من فقط به یک ریزپردازنده آردوینو ، 2 دکمه و یک صفحه نمایش نیاز دارم. خوب ، اگر دوست دارید یک جعبه بگذارید ، به جعبه و منبع تغذیه نیز احتیاج دارید.

من دوباره از یک جعبه فلزی قدیمی استفاده می کنم. من یک سوراخ در دکمه اتصال سوئیچ منبع تغذیه ایجاد کردم. روکش جعبه 3 سوراخ داشت. من دو سوراخ برای دکمه های بزرگ ایجاد کردم و یک پنجره برای صفحه نمایش بریدم. یک تکه چوب کوچک را پشت جلد می چسبانم تا چیزهای بیشتری برای تعمیر صفحه و دکمه ها داشته باشم. برای ارتقاء ظاهر ، جعبه برچسب دریافت کرد.

برای منبع تغذیه ، باتری های بلوکی 9 ولت قابل شارژ را توصیه می کنم. باتری را از طریق سوئیچ تغذیه به آردوینو وصل می کنم. باتری با زاویه فلزی کوچک روی جعبه ثابت می شود. اتصال باتری فقط با اتصال کابل ثابت می شود.

ریزپردازنده کلون یک نانو آردوینو است. برای این مورد استفاده ، عملکرد به اندازه کافی است. یک Attiny 85 ، به عنوان مثال یک ریزپردازنده Digispark ، رد شد. آردوینو در کنار صفحه نمایش "نان سوار" شده است.

صفحه نمایش از نوع LCD 1602 است. می توانید از 16 کاراکتر در دو ردیف استفاده کنید. شما می توانید این صفحه نمایش را در بسیاری از ماشین آلات و ابزارهای مختلف پیدا کنید. دو روش مختلف برای استفاده از این صفحه نمایش وجود دارد. می توانید صفحه نمایش را مستقیماً به کنترلر وصل کنید یا می توانید از یک برنامه افزودنی برای ارتباط با صفحه نمایش از طریق I2C استفاده کنید. I2C یک پروتکل استاندارد است. من از آن استفاده کردم ، زیرا اتصال صفحه نمایش به کنترلر راحت تر است. فقط به 4 کابل به جای 16 ، VCC به 5V ، GND به GND ، SDA به A4 ، SCL به A5 نیاز دارید. صفحه نمایش توسط پیچ روی پوشش جعبه ثابت می شود.

دکمه ها بزرگ هستند! آنها دارای سبک بازی معمولی هستند. من این را دوست دارم! دکمه ها به پین دیجیتال 4 و 7 متصل هستند. لطفاً مقاومت 10K را فراموش نکنید!

برای بازکردن درپوش ، به عنوان مثال برای تعویض باتری ، از کابل های بلندتری که به تخته نان متصل شده بود استفاده کردم.

مرحله 4: سیم کشی

مرحله 5: بهبود آینده

بهبود آینده

پس از اتمام یک پروژه ، همیشه اشکالات یا ویژگی هایی را برای بهبود پیدا می کنید. در این پروژه ، من خوشحالم که فقط چند نکته را پیدا کردم ، برای آینده بهتر می کنم.

برای دفعه بعد ، من بهره برداری را در جعبه بهبود می بخشم. من در ابتدای این پروژه صفحه نمایش ، کلید پاور و دکمه ها را ثابت کردم. در پایان ، من کمی مشکل پیدا کردم تا فضای کافی برای باتری و ریزپردازنده در جعبه پیدا کنم. وقتی دکمه و صفحه نمایش را بیشتر بیرون می گذارم ، هیچ مشکلی با فضای قسمت های داخل جعبه ندارم.

در حال حاضر من یک مورد استفاده برای حل معادله درجه دوم ندارم. برای بهبود ابزار ، من می خواهم ابزار را با موارد ریاضی بیشتری گسترش دهم ، به عنوان مثال حساب اصلی یا فرمول هایی مانند فرمول دو جمله ای یا جمله فیثاغورث.